淺談天津市地鐵一號線綜合自動化系統改造

羅星

摘 要：在我國電力系統中，10kV變電所使用最為廣泛，為了滿足當前的穩定供電要求，有必要對10kV變電所進行綜合自動化系統改造，以保證電力系統的安全、穩定運行，文章主要結合具體10kV變電所實例，從改造內容、方法兩方面對變電所綜合自動化系統進行了分析，可為類似工程處理提供借鑒。

關鍵詞：10kV；變電所；綜合自動化系統

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.132

1 項目概況

1.1 天津地鐵1號線工程概況

天津地鐵1號線工程線路全長26.187km，分別由地下隧道、地面線和高架線組成，其中既有地下線路7.335km，新建地下線路8.283km，高架線路8.718km，地面線路1.509km，過渡段0.343km。

全線共設22座車站、1處車輛段、1處停車場，其中高架站8座、地下站13座、地面車站1座。其中22車站從北到南為：劉園、西橫堤、果酒廠、本溪路、勤儉道、洪湖里、西站、西北角、西南角、二緯路、海光寺、鞍山道、營口道、小白樓、下瓦房、南樓、土城、陳塘莊、復興門、華山里、財經學院、雙林，在劉園設停車場、在雙林設車輛段、在綜合維修基地內設控制中心。

在雙林控制中心設SCADA主站系統，主站系統與被控站之間的傳輸通道結構采用點對點方式，主、備冗余配置，通信接口方式為RS-422，通信傳輸速率不低于9600bps。主站系統與被控站之間采用軟對時。

1.2 相關工程概況

天津地鐵1號線東延至國家會展中心先期工程，在雙林站前接軌，將雙林地面站改為地下站，拆除雙林站降壓變電所，新建為牽引降壓混合變電所。新建1套SCADA主站系統，1號線及1號線東延工程所有變電所均接入新建SCADA主站系統，同臺調度。新建SCADA主站系統與新建被控站之間的傳輸通道采用100M共享以太網通道，主、備冗余配置，通信接口方式為共享式單模以太網光口。新建SCADA主站系統時鐘信號取自控制中心一級母鐘，新建被控站時鐘信號取自二級母鐘。

天津地鐵1號線通信傳輸系統改造，為1號線每個變電所提供2個RS422串口、2個以太網光口，1號線變電所與新建SCADA主站系統之間的傳輸通道為100M共享以太網通道。

1.3 改造項目概況

本項目對天津地鐵1號線27座變電所（不包含雙林站降壓變電所）綜合自動化系統進行改造，主要是對站級管理層的主要設備進行升級更新，對系統軟件進行升級，接入二級母鐘時鐘信號，并配合接入新建SCADA主站系統。

2 項目內容

（1）利用既有屏體，將屏內主要設備進行升級更新，包括更換通信服務器、路由器等，以及對附件進行更新，包括繼電器、網線、轉換開關、指示燈等。

（2）牽引變電所控制信號盤內新增1臺規約轉換器（包括8塊規約轉換板及2塊電源板），更換2臺通信服務器、1臺路由器以及附件等。

（3）降壓變電所控制信號盤內新增1臺規約轉換器（包括4塊規約轉換板及2塊電源板），更換1臺通信服務器、1臺路由器以及附件等。

（4）主變電所更換1臺通信服務器、4臺路由器以及附件等。

（5）更換后通信服務器及路由器為廠家當前主流產品，且同時具備串口422、光以太網口。

（6）以上硬件設備的更換升級。

（7）變電所綜自系統軟件進行升級，軟件功能更加完善先進，且上傳通信規約為網絡104規約。

（8）控制信號盤內接入二級母鐘時鐘信號，接口方式為串口422，控制室與通信機械室之間需新敷設串口通信電纜。

3 變電所綜合自動化系統改造的方法

3.1 二次設備改造

變電所綜合自動化系統通過冗余的通信通道實現與電力監控系統的通信，接受電力調度中心的控制命令，向電力調度中心傳送變電所操作、事故、預告、測量等信息。全線所有變電所綜合自動化系統通過電力監控系統實現信息匯總，并實現控制中心、變電所控制室對變電所的統一調度管理。電力監控系統出現故障時，變電所綜合自動化系統可以獨立運行，并實現變電所綜合自動化系統的正常功能。

系統相關設備在控制信號盤內集中組屏安裝。變電所控制采用三級控制方式，即電力調度中心控制、所內控制信號盤上集中控制、設備本體控制。三種控制方式相互閉鎖，以達到安全控制的目的。

通過改造后，變電所綜合自動化實現變電所各種設備的控制、監視、聯鎖/閉鎖、電流、電壓、功率、電度的采集等功能。系統包括但不限于以下功能，招標人保留對系統功能進一步細化及修改的權力。

3.2 電力監控系統改造

電力監控系統由設在華苑控制中心的主站、設在沿線的各變電所（被控站）內的綜合自動化系統、傳輸通道及復示系統組成。用于實現對沿線各變電所內電氣設備的遙控、遙信、遙測、遙調功能，監控范圍包括沿線各變電所的變配電設備、接觸軌電動開關設備。

本工程在華苑控制中心新設1套電力監控主站系統，用于對1號線全線（包括既有1號線及1號線東延工程）供電設備的調度管理，既有1號線及1號線東延工程全部變電所（不包括既有1號線將拆除的雙林站變電所）接入華苑控制中心新設電力監控主站系統；在機場大道站及車輛段供電維修工區分別設1套復示系統；既有雙林控制中心電力監控主站系統及雙林車輛段復示系統退出運行，全部硬軟件設備轉作備件。

電力監控系統的結構采用1：N的集中監控方式。各被控站與主站（即控制中心）之間的通信規約，優先采用國際標準規約IEC-60870-5-104規約。網絡為冗余網絡結構。

4 結語

通過以上所述的改造方法、內容，可增強變電所供電可靠性、改善電能質量，提高電網運行管理水平并為無人或少人值班奠定基礎，對類似工程的改造實踐具有一定的參考價值。另外變電所綜合自動化系統改造涉及內容較多，還需在工程實施中做好前期規劃、加強管理，以免影響電網的安全運行。

參考文獻：

[1]金田.變電站綜合自動化系統改造[J].現代冶金，2010.

[2]朱大新.數字化變電站綜合自動化系統的發展趨勢[J].電工技術雜志，2001（04）：20-22.